Melik Gazi Camii adıyla da anılan Niksar Ulu Camii, kitâbesiz olmasına rağmen sözlü geleneğin verilerine göre 540 (1145) yılına tarihlendirilmektedir. Nizâmeddin Yağıbasan’ın saltanatı sırasında (1143-1164) ve bizzat onun tarafından yaptırılmış olması gereken camiyi, Çepnizâde Hasan Bey adında bir kişinin inşa ettirdiği yolunda mahallî bir rivayet de vardır.

Niksar Ulucamii’nin derinliğine gelişen dikdörtgen planlı harimini sınırlayan duvarlar moloz taşlarla inşa edilmiş, düzensiz örgü köşelerde iri boyutlu devşirme bloklarla donatılmıştır. Harim enine beş, derinliğine yedi tane olmak üzere toplam otuz beş adet değişken boyutlu, bağımsız örtü sistemine sahiptir. Bu mekân birimlerinin köşelerinde yükselen kesme taş pâyelere sivri kemerler oturmakta, bunlar mihrabın önünde ve harimin ortasında pandantifli kubbeleri, diğer yerlerde ise çapraz tonozları taşımaktadır.

Mihrap önü kubbesi dışarıdan onikigen kasnaklı piramit şeklinde bir külâhla örtülmüş, harimin merkezindeki kubbenin altında maksûre veya hünkâr mahfili niteliğinde bir seki meydana getirilmiştir. Muhtemelen bu mahfilin varlığından ötürü kuzey cephesindeki âbidevî taçkapı eksenden batıya doğru kaydırılmıştır. Öte yandan batı duvarına tâli bir giriş açılmıştır.

İki kubbe dışında aslında düz toprak damla örtülü olduğu anlaşılan cami, günümüzde kiremit örtülü bir ahşap çatı altına alınmış bulunmaktadır.

Kuzey cephesinde, yanlardan duvarlarla kapatılmış olan, ahşap direkli sundurma niteliğinde bir son cemaat yerinin varlığı dikkati çekmektedir.Caminin batı cephesine bitişik olan minare kesme taştan, sekizgen prizma biçiminde bir kaideye oturmakta, pabuç kısmından itibaren tuğla örgülü ve daire kesitli olarak devam etmektedir.

İkisi de âbidevî boyutlarda ve bir üslûp birliği içinde tasarlanmış bulunan taçkapı ile mihrapta görülen alçak kabartma geometrik ve nebatî süslemeler, dönemin ilginç mimari bezemeleri olarak değerlendirilebilir.

Niksar Ulu Camii, Anadolu Türk mimarisinde çok destekli, ahşap çatılı eski tip cami tasarımının gelişmesi sonucunda ortaya çıkan ve XIV. yüzyılın sonlarında Bursa Ulucamii ile en parlak örneğini veren, bağımsız örtü unsurları ile donatılmış çok mekânlı cami tasarımının en erken uygulamalarından birini teşkil etmektedir. Ayrıca (sundurma düzeyinde de olsa) son cemaat yerinin varlığı bu yapıyı birtakım müstakbel gelişmelerin öncüsü haline getirmiştir.